Mano-Thermo-Sonication: sinergii în prelucrarea cu ultrasunete
Sonicare este o tehnică de prelucrare non-termică utilizată pentru numeroase aplicații, ar fi omogenizarea, emulsionarea, dispersia, extracția și conservarea în produsele alimentare, farmaceutice, biologie, chimie și știința materialelor. Utilizarea ultrasunetelor este o metodă de procesare foarte eficientă și finalizează sarcinile de procesare în mod eficient într-un tratament scurt – mai ales în comparație cu tehnicile alternative. Atunci când sunt combinate cu presiune și / sau căldură, sinergiile dintre aceste forme de tratament pot intensifica procesul de sonicare. Aflați mai multe despre mano-sonicare și mano-termo-sonicare și explorați modul în care aceste tehnici de procesare vă pot îmbunătăți producția!
Sonicare ca tehnică de prelucrare non-termică
Sonda de tip sonicare este o metodă de prelucrare non-termică utilizată în principal în aplicații alimentare, farmaceutice, și biologice. Aplicarea tipică a sonicators includ omogenizarea, amestecarea, emulsionarea, extracția compușilor bioactivi, și încapsularea ingredientelor active. Spre deosebire de metodele termice tradiționale care se bazează pe căldură pentru prelucrare, sonicare de tip sondă generează unde mecanice pentru a obține diverse efecte. Atunci când se aplică metoda sonicare, bule de cavitație acustice sau cu ultrasunete sunt generate în mediu. Cavitația cu ultrasunete creează forțe intense care descompun particulele, picăturile și structurile celulare în jos, asigură o amestecare intensă și asistă astfel procese multiple, ar fi amestecarea omogenă, extracția botanică sau încapsularea lipozomală.
Reactorul cu lot închis din oțel inoxidabil este echipat cu ultrasonicator UIP2000hdT (2kW, 20kHz).
Efecte sinergice în prelucrarea cu ultrasunete
Thermo-Sonication, Mano-Sonication și Mano-Thermo-Sonication sunt tehnici de proces care utilizează undele ultrasonice pentru diverse aplicații, în special în domeniile produselor alimentare, farmaceutice, și procesele biologice.
Ambele Mano-Sonicare și Thermo-Mano-Sonication evidențiază efectele sinergice ale undelor ultrasonice și temperatura în diferite procese, oferind mijloace eficiente și selective pentru aplicații în alimente, produse farmaceutice, și sisteme biologice.
termo-sonicare
Definiție: Thermo-sonication se referă la un proces care combină atât efecte termice și cu ultrasunete pentru diverse aplicații, în special în domeniul științei materialelor și chimie. Mano-Sonicare implică aplicarea simultană a undelor ultrasonice și a căldurii la o substanță sau material. O aplicație tipică este pasteurizarea alimentelor lichide, cum ar fi laptele, ouăle lichide sau băuturile. În timp ce pasteruizarea doar prin căldură necesită temperaturi foarte ridicate, combinația dintre ultrasunete și căldură permite utilizarea temperaturilor mai scăzute, păstrând nutrienții și aromele.
Mano-sonicare
Definiție: Mano-Sonicare implică aplicarea simultană a undelor ultrasonice și a presiunii la un mediu.
Undele ultrasonice induc cavitație acustică, care se caracterizează prin formarea microbulelor, a undelor de șoc și a fluxului lichid. Combinația dintre ultrasunete și presiune îmbunătățește efectele perturbatoare ale cavitației, facilitând procese precum dezaglomerarea particulelor, întreruperea celulelor, emulsionarea și extracția.
Mano-Termo-Sonicare
Definiție: Mano-termo-sonicare (MTS) sau Thermo-Mano-Sonication sau este o tehnologie care combină eficient efectele presiunii, căldură și putere ultrasunete. Combinând beneficiile tratamentului termic cu ultrasunete sub presiuni ridicate, mano-termo-sonicare este o tehnică de procesare extrem de eficientă utilizată în special în industria alimentară, farmaceutică, și știința materialelor. Această combinație de forțe fizice intensifică semnificativ procesele și obține rezultate unice.
Sub presiuni ridicate, explozia bulelor de cavitație devine drastic mai violentă și mai intensă.
Încălzirea controlată în timpul sonicare permite prelucrarea eficientă fără a provoca degradare termică semnificativă. Căldura poate fi ajustată la nivelul adecvat de temperatură, ceea ce este benefic pentru proces și nedistructiv pentru substanțele și materialele tratate.
Scara de mano-termo-sonicare: de la echipamente de laborator UIP1000hdT (A) la pilot echipamente la scară UIP4000hdT (B, C & D). Pe imaginea D este schematizată o secțiune transversală a celulei de flux ultrasonic FC100K.
imagine și studiu: ©Vernès et al. 2019
Mecanism de lucru: ultrasunete de putere și cavitație acustică pentru prelucrare non-termică
Cavitația generată ultrasonically implică formarea, creșterea și prăbușirea bulelor microscopice în lichid. Pe măsură ce aceste bule se prăbușesc, ele eliberează energie sub formă de unde de șoc și microjeturi. Această energie mecanică este utilizată pentru procese precum întreruperea celulelor, emulsionarea și reducerea dimensiunii particulelor fără a se baza pe temperaturi ridicate.
În contextul alimentelor, produselor farmaceutice și materialelor biologice, sonicare de tip sondă oferă mai multe avantaje, ar fi timpul redus de procesare, conservarea compușilor sensibili la căldură și deteriorarea minimă a structurilor delicate. Natura non-termică a acestei tehnici ajută la menținerea integrității compușilor bioactivi, a enzimelor și a altor componente sensibile în aceste aplicații, ceea ce este esențial atunci când vine vorba de producția de suplimente farmaceutice, alimentare și nutriționale.
Sonicatoare de înaltă performanță pentru intensificarea procesului
Hielscher Ultrasonics proiectează, produce și furnizează sonicatoare de tip sondă pentru prelucrarea lichidului non-termic, precum și pentru manosonicare, termosonicare și termo-mano-sonicare. Portofoliul extins de produse Hielscher Ultrasonics oferă procesorul cu ultrasunete optim pentru aplicația dumneavoastră. Fie că aveți nevoie pentru a sonicate flacoane mici sau pahare de laborator, doriți să procesați la scară pilot sau fabricarea continuă fluxuri de volum mare, Hielscher are sonicator ideal pentru cerințele dumneavoastră de procesare!
Reactoarele presurizabile și celulele de flux, echipate cu mantale de încălzire sau răcire, permit exploatarea fără orbire a sinergiilor dintre ultrasunetele de putere, presiune și / sau căldură.
Citiți mai multe despre Sonicatoare Hielscher pentru laborator și producție!
- eficiență ridicată
- tehnologie de ultimă generație
- fiabilitate & robustețe
- control reglabil și precis al procesului
- Lot & Inline
- pentru orice volum
- Software inteligent
- funcții inteligente (de exemplu, programabile, protocoale de date, telecomandă)
- ușor și sigur de operat
- întreținere redusă
- CIP (curățare pe loc)
Sondă tip sonicator UIP6000hdT cu celulă de flux presurizabilă. O manta de incalzire / racire permite sonicate la temperaturi ridicate sau reduse.
Proiectare, fabricație și consultanță – Calitate Made in Germany
Hielscher ultrasonicators sunt bine-cunoscute pentru cele mai înalte standarde de calitate și design. Robustețea și funcționarea ușoară permit integrarea fără probleme a ultrasonicators noastre în instalații industriale. Condiții dure și medii solicitante sunt ușor de manipulat de ultrasonicators Hielscher.
Hielscher Ultrasonics este o companie certificată ISO și pune un accent deosebit pe ultrasonicators de înaltă performanță cu tehnologie de ultimă oră și ușurință în utilizare. Desigur, ultrasonicators Hielscher sunt conforme CE și îndeplinesc cerințele UL, CSA și RoHs.
Contactează-ne! / Întreabă-ne!
Literatură / Referințe
- A. Meullemiestre, C. Breil, M. Abert-Vian, F. Chemat (2017): Manothermosonication as a useful tool for lipid extraction from oleaginous microorganisms. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 37, 2017. 216-221.
- Chemat, F., Rombaut, N., Sicaire, A. G., Meullemiestre, A., Fabiano-Tixier, A. S., & Abert-Vian, M. (2017): Ultrasound assisted extraction of food and natural products. Mechanisms, techniques, combinations, protocols and applications. A review. Ultrasonics Sonochemistry, 34, 2017. 540-560.
- Bermúdez-Aguirre, D., Mobbs, T., Barbosa-Cánovas, G.V. (2011): Ultrasound Applications in Food Processing. In: Feng, H., Barbosa-Canovas, G., Weiss, J. (eds) Ultrasound Technologies for Food and Bioprocessing. Food Engineering Series. Springer, New York, NY.
- Yusaf, T. (2015): Evaluating the effect of heat transfer on cell disruption in ultrasound processes. Annals of Microbiology 65, 2015. 1447–1456.
- Vernès, Léa; Vian, Maryline; Maâtaoui, Mohamed; Tao, Yang; Bornard, Isabelle; Chemat, Farid (2019): Application of ultrasound for green extraction of proteins from spirulina. Mechanism, optimization, modeling, and industrial prospects. Ultrasonics Sonochemistry, 54, 2017.
Hielscher Ultrasonics produce omogenizatoare cu ultrasunete de înaltă performanță pentru aplicații de amestecare, dispersie, emulsionare și extracție pe laborator, pilot și scară industrială.
Hielscher Ultrasonics produce omogenizatoare cu ultrasunete de înaltă performanță de la Laborator spre dimensiunea industrială.